Beskrivelse af COB-type LED'er
For ikke så længe siden begyndte markedet at blive fyldt med LED-lamper fremstillet med COB-teknologi. Umiddelbart efter disse produkters fremkomst begyndte oplysningerne om dem at få karakter af myter. Denne anmeldelse er et forsøg på at adskille sandhed fra fiktion og tricks af markedsføringsfolk.
Hvad er en COB LED
Lige siden indførelsen af SMD-LED'er har teknikken ikke stået stille. Udviklere af mange producenter har løst problemet med at reducere størrelsen af belysningsudstyr, øge lysudbyttet, forenkle og reducere omkostningerne ved monteringsteknologi, samling osv. Det er svært at sige, hvem der først fik ideen om ikke at indkapsle hvert p-n-forbindelse i et separat fosforbelagt hylster, men at placere flere arsenidgalliumkrystaller i en enkelt skal. Men det første eksemplar af et sådant produkt kom på markedet i 2003 fra Citizen Electronics.
Ideen viste sig at være et gennembrud. Ud over at løse de ovennævnte problemer var det muligt at koncentrere de strålende elementer på et relativt lille område og opnå mindre lysspredning. Teknologien kaldes COB - chip-on-board. Måske ville en mere præcis oversættelse være "element på et bræt" eller "krystal på et bræt".
I lang tid har frigivelsen af matricer fremstillet efter dette princip været hæmmet af kompleksiteten ved limning af lysdioderne på substratet. Tykkelsen af klæbemidlet skulle kalibreres nøje: en reduktion af lagtykkelsen førte til en reduktion i bindingsstyrken, en forøgelse af tykkelsen førte til en reduktion i varmeafledningseffektiviteten. I 2009 blev dette problem løst, og COB-teknologien begyndte sin triumftog i belysningsteknologiens verden.
Et modul, der er fremstillet efter dette princip, indeholder en matrix af lysdioder uden huse, der er placeret på bunden. Da der ikke er skaller, har det været muligt at øge tætheden af de strålende elementer og øge lysstyrken pr. overfladeenhed. I nogle tilfælde er lysdioderne indkapslet i en gennemsigtig forbindelse for at gøre dem stærkere. Den øverste del af skallen er belagt med en fosfor.
Det trykte kredsløbskort er fremstillet ved hjælp af konventionel teknologi og består af ledende spor på et dielektrisk substrat. En metalplade med høj varmeledningsevne limes under, og produktet er færdigt.
Vigtigt! I de fleste tilfælde er standardkølehovedet ikke tilstrækkeligt til at sikre en normal driftstemperatur for lysdioderne. Der skal anvendes en ekstra ekstern køleplade.
Typiske værdier af lysstrømmen for matrixer med en chipstørrelse på 0,762*0,762 mm afhængigt af effekten er vist i nedenstående tabel.
| Elektrisk effekt, W | Antal elementer, stk. | Lysstrøm, lm |
| 10 | 9 | 450-550 |
| 30 | 30 | 1800-2200 |
| 50 | 50 | 2550-2750 |
| 100 | 100 | 4500-5500 |
De faktiske tal kan variere en smule på grund af andre forhold.
Typer
COB LED'er med integrerede drivere er for nylig dukket op på markedet. "Om bord" nu ikke kun matrixen, men også ensretterelementer samt en chip til at stabilisere strømmen gennem de udstrålende elementer. Som det fremgår, er de ekstra elementer ikke skjult under et fælles kabinet, men er monteret på et separat printkort og integreret i modulet.
Denne type COB-teknologi LED er en enkelt enhed, som kun har en forsyningsspænding tilbage.
Funktionsprincip og egenskaber
COB LED'er er ikke baseret på nye principper for drift. De anvender den samme p-n-forbindelse af galliumarsenid, indiumphosphid eller andre materialer. Samme grundlæggende ladningsrekombination med emission af et lyskvantum, når der påføres en jævnspænding. Samme monokromatiske lys med smalt spektrum. Samme principper for fremstilling af utilgængelige farver - når der tilføres strøm, udløser stråling fra lysdioder (i det optiske område eller UV) fosforens luminescens. Denne kendte proces gør det muligt at frembringe farver, som ikke kan opnås direkte ved at gløde halvlederforbindelser. Der er også problemet med varmeafledning. Det nye ved elementerne ligger kun i produktionsteknologien, som kan bringe lysemitterende anordninger op på et nyt forbrugerniveau.
Håndtering af
Styringen af en COB LED består i at skifte forsyningsspændingen, og i denne henseende er der ingen grundlæggende forskel fra konventionelle enheder. Et sådant element kan tændes eller slukkes:
- En manuel omskifter til den rette spænding;
- elektromagnetisk relæ eller starter;
- elektronisk kontakt (transistor, thyristor).
Det eneste, man skal huske på, er, at effekten af en sådan LED kan være op til 100 W, og at driftsspændingen er 220 V. Omskifterelementet skal have passende parametre.
Anbefalet synsvinkel: COB LED vs. smd LED
Fordele og ulemper
Vigtigt! Da COB LED-produktion er billig, mister disse ulemper efterhånden betydning. Tendensen går mod det punkt, hvor det bliver mere økonomisk at udskifte matricen end at genopbygge den.
Producenternes erklæringer om højere lysstyrke i forhold til effekten som følge af nye produktionsprincipper bør sandsynligvis tilskrives markedsføringstricks. Det er allerede blevet bemærket, at der ikke er fastlagt nye principper for COB-matricernes funktion. Og en vis stigning i lyseffekten kan være forbundet med den naturlige udvikling af teknologier til fremstilling af fosforer og halvlederkrystaller.
Livstid
Producenterne af COB-matrixer angiver en gennemsnitlig levetid på ca. 30.000 timer. Det svarer til ca. 3,5 års uafbrudt drift. For konventionelle LED'er er denne periode normalt angivet i specifikationerne som op til 50.000 timer (5,5 år). Det konkluderes ofte, at COB-elementernes pålidelighed er lav. Faktisk er der endnu ikke samlet erfaring med driften af nye lysemitterende anordninger. Alle tal stammer fra beregninger, som ofte ikke tager hensyn til driftsbetingelserne. Og det er usandsynligt, at nogen producent har gennemført reelle test i flere år. Det nytter ikke noget - der vil komme nye teknologier og materialer i løbet af denne periode.
Det skal tages i betragtning, at garantiperioderne for begge elementer er fastsat på omtrent samme niveau - omkring 15.000 timer. Alt derudover er prognoser og ren markedsføring. Derfor er alle oplysninger om levetid i dag erklæringer og bør behandles med forsigtighed.
COB LED-lampe
En anden fordel ved den nye teknologi er, at der kan fremstilles matricer af alle former og størrelser. I de fleste tilfælde findes der runde og rektangulære (firkantede) enheder, som kan bruges til at lave forskellige lampekonfigurationer.
Majslampen, som har fået sit navn på grund af de diskrete elementer, der ligner korn af majs, har fået et nyt udseende. Nu er der ingen glødende prikker, overfladen er blevet fast, og emissionen er mere ensartet. Størrelsen af sådanne lamper er nu begrænset af kravene til matrixens mekaniske styrke, men det er håbet, at den teknologiske udvikling i den nærmeste fremtid vil kunne løse dette problem.
LED-belysningsenheder, der anvender sådanne matricer, kan enten have ét strålende element eller flere - afhængigt af den ønskede lysstyrke af luminescens. En enkelt matrix, der kan erstatte flere mindre armaturer, er endnu ikke tilgængelig på grund af de nævnte størrelsesbegrænsninger.
Ledningsdiagram
Ledningsføringen afhænger af matrixens udformning. Hvis der blot er tale om en parallel kæde af elementer, skal de tilsluttes til et 220 V-energinet i hjemmet via en ensretter eller driver til den rette spænding og strømstyrke, ligesom almindelige enkelt LED'er eller samlinger.
Hvis en ensretter og driver er "indbygget", er forbindelsen ikke anderledes end for en normal glødelampe. Den allerede nævnte "majs" har f.eks. en standardfatning til at skrue i stikkontakten.
Pinout
En LED er ligesom en normal diode en enhed, der leder strøm til den ene side. Derfor skal polariteten overholdes ved tilslutning. Anoden skal være forbundet til strømforsyningens plus-side og katoden til minus-siden.
Det er nemt at identificere COB-matrixens pin-belægning - markeringerne er påført direkte på huset. Stifterne er markeret med "+" og "-". Hvis enheden kan tilsluttes direkte til et vekselspændingskredsløb, er stifterne mærket med L (fase) og N (neutral).
Der er en opfattelse, at belysningselementer fremstillet med COB-teknologi vil erstatte SMD-LED'er fuldstændigt i den nærmeste fremtid. Det er faktisk usandsynligt, at dette vil ske. SMD-komponenterne har trods alt ikke helt erstattet SMD-komponenterne, men de har i høj grad fortrængt dem. Det er højst sandsynligt, at der vil være den samme situation her - hver teknologi vil indtage sin egen niche.